Спиральные галактики являются культовой формой. Они используются в логотипах продуктов и во многих других местах. Мы даже живем в одном. И хотя может показаться очевидным, как они обретают форму, вращаясь, это не так.
Ученые все еще озадачены спиральными галактиками и тем, как они обретают форму, с изящными руками, полными звезд. Астрономы, работающие с SOFIA, стратосферной обсерваторией для инфракрасной астрономии, изучают, какую роль играют магнитные поля, наблюдая за спиральными галактиками, отличными от нашей. Недавно ученые SOFIA наблюдали галактику M77, также известную как NGC 1068, и представили свои результаты в новом исследовании.
Новое исследование под названием «SOFIA / HAWC + отслеживает магнитные поля в NGC 1068» и будет опубликовано в Astrophysical Journal. Ведущий автор - Энрике Лопес-Родригес, научный сотрудник Ассоциации космических исследований университетов Научного центра SOFIA в Исследовательском центре Эймса НАСА.
«Магнитные поля невидимы, но они могут влиять на эволюцию галактики», - сказал Лопес-Родригес в пресс-релизе. «У нас довольно хорошее понимание того, как гравитация влияет на галактические структуры, но мы только начинаем понимать, какую роль играют магнитные поля».
M77 - спиральная галактика на расстоянии около 47 миллионов световых лет. Это спиральная галактика с перемычками, хотя планку нельзя увидеть в видимом свете. У него есть активное галактическое ядро, также не видимое в видимом свете, и оно содержит сверхмассивную черную дыру (SMBH), которая в два раза массивнее Sgr A *, SMBH в центре Млечного пути. M77 больше Млечного пути: его радиус составляет около 85 000 световых лет, а Млечный путь - около 53 000. У M77 около 300 миллиардов звезд, а у Млечного Пути от 250 до 400 миллиардов.
M 77 - ближайшая спиральная галактика грандиозного дизайна с ярким активным галактическим ядром (AGN) и ярким околоядерным звездным взрывом.
Спиральные рукава M 77 полны областей интенсивного звездообразования, называемых звездообразованиями. Невидимые линии магнитного поля близко следуют за спиральными рукавами, хотя наши глаза их не видят. Но СОФИЯ может, и их существование поддерживает широко распространенную теорию, которая объясняет, как это оружие приобретает форму. Это называется «теория волны плотности».
До того, как теория волн плотности была разработана в середине 1960-х годов, были проблемы с объяснением спиральных рукавов в галактике. В соответствии с «проблемой намотки» спиральные рукава исчезли бы после нескольких орбит и были бы неотличимы от остальной части галактики.
Вот краткое видео, которое показывает проблему с обмоткой.
Теория волн плотности говорит, что сами руки отделены от звезд, газа и пыли, которые проходят сквозь волны плотности. Руки являются видимой частью самих волн плотности, а звезды движутся в и из волн. Таким образом, оружие не является постоянной структурой, сделанной из звезд, хотя это то, на что это похоже.
Вот короткое видео, показывающее, как волны плотности создают спиральные рукава в галактиках.
Наблюдения SOFIA показывают, что линии магнитного поля простираются на всем протяжении рук, на расстоянии 24 000 световых лет. Согласно исследованию, гравитационные силы, которые помогли создать спиральную форму галактики, сжимают магнитные поля, что поддерживает теорию плотности волн.
«Это первый раз, когда мы видим магнитные поля, выровненные в таких больших масштабах с текущим рождением звезды в спиральных рукавах», - сказал Лопес-Родрикес. «Всегда интересно иметь данные наблюдений, подтверждающие теории».
Линии магнитного поля в галактиках очень трудно наблюдать, и новейший инструмент SOFIA делает это возможным. Она называется HAWC + или широкополосной камерой высокого разрешения высокого разрешения. HAWC + работает в дальнем инфракрасном диапазоне, чтобы наблюдать частицы пыли, которые выровнены перпендикулярно линиям магнитного поля в M77. Это позволяет астрономам определять форму и направление основного магнитного поля.
В M 77 много потенциальных помех, таких как рассеянный видимый свет и излучение частиц высокой энергии, но они не влияют на дальний инфракрасный диапазон. Способность SOFIA видеть на длине волны 89 микрон позволяет ей ясно видеть частицы пыли. HAWC + также является поляриметром для визуализации, устройством, которое измеряет и интерпретирует поляризованную электромагнитную энергию.
Это исследование касается только галактики с одной спиральной ветвью, поэтому предстоит еще многое сделать. Неясно, как линии магнитного поля могут играть роль в структуре других галактик, в том числе нерегулярных. Но похоже, что эта команда разработала метод изучения этих галактик.
Как говорится в заключении их статьи: «Представленные здесь результаты, наряду с нашими предыдущими исследованиями M 82 и NGC 253 (Jones et al. 2019), предоставляют доказательства того, что FIR (дальняя инфракрасная) поляриметрия может быть ценным инструментом. для изучения структуры магнитного поля во внешних галактиках, особенно в областях с большой оптической глубиной ».
Больше:
- Пресс-релиз: Как сформировать спиральную галактику
- Исследовательский документ: SOFIA / HAWC + отслеживает магнитные поля в NGC 1068
- HAWC +
- Космический Журнал: Мессье 77 - Cetus A Запрещенная Спиральная Галактика
